JP3473894B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関す
る。より詳しくは光を用いて液晶層のアドレッシングを
行う液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、その駆動方式によっ
て、電気アドレス方式、熱アドレス方式、および光アド
レス方式に分類される。これらのうち、直視型表示装置
として現在もっとも多く用いられているのは、電気アド
レス方式のパッシブマトリクス（ＰＭ）方式ならびにア
クティブマトリクス（ＡＭ）方式である。

【０００３】近年、表示装置の大型化や高精細化に対す
るニーズが高まっている。しかしながら、従来の方式の
液晶表示装置では、これらのニーズに十分に対応できて
おらず、市販品で対角２０インチ、試作段階でも対角３
０インチ程度が限界となっているのが現状である。とく
に、ＰＭ方式では、画素数の増加に伴い、クロストーク
のためにコントラストが低下するという問題がある。ま
た、ＡＭ方式では、スイッチング素子（特に薄膜トラン
ジスタ：ＴＦＴ）を無欠陥で多数作り込むことが困難で
あるという問題がある。

【０００４】これに対し、ＴＦＴのような半導体スイッ
チング素子を用いないＡＭ方式液晶表示装置として、19
90年にアメリカのTektronix社のT.Buzakらによってプラ
ズマアドレス方式液晶表示装置（ＰＡＬＣ）が開発され
た（例えば、特開平1-217396号公報）。ＰＡＬＣの断面
構造を模式的に図１に示す。

【０００５】ＰＡＬＣ１００は、液晶セルとプラズマセ
ルとを積層した構成をしている。基板１と、誘電体セパ
レータ４との間に液晶層３が挟持されており、信号電極
（列電極）２と、誘電体セパレータ４との間の電位差に
よって、液晶層３が駆動される。プラズマセルは、基板
９と誘電体セパレータ４との間隙が複数のリブ隔壁６で
分割された複数のプラズマ放電チャネル５を有してい
る。プラズマ放電チャネル５には、イオン化可能なガス
が封入されており、カソード７とアノード８との間に放
電パルス電圧を印加することによって、プラズマが発生
する。複数のプラズマ放電チャネル５は、信号電極（列
電極）２と直交する方向に延びており、カソード７とア
ノード８とが走査電極（行電極）１０として機能し、線
順次走査される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したＰＡＬＣ方式
を用いた液晶表示装置は、ＴＦＴを用いた液晶表示装置
に比べ、比較的簡単に大型化を行うことが出来る。しか
しながら、ＰＡＬＣに用いられている誘電体セパレータ
４はガラスからなる薄板であり、これは高価である上に
表示装置が大きくなればなるほど取り扱いが難しく、表
示装置作製中に破損する確率が高くなる。

【０００７】さらに、ＰＡＬＣの駆動時においてこの薄
板ガラスのプラズマ側表面は擬似的な電極として働く
が、そのガラスの厚さは約５０〜１００ミクロンであ
り、一般的なネマティック液晶層の厚さである３〜６ミ
クロンに比べて１０倍以上の厚みを持っている。このた
めＰＡＬＣを駆動する際には液晶層を有効に駆動する電
圧の１０倍以上の電圧を印加する必要が有る。このこと
は駆動回路の負担を増やすと共に消費電力の増加、それ
に伴う発熱などの問題を引き起こす。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、大型化や高精細化に適した低コスト、
高歩留まりな液晶表示装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、第１基板と、第２基板と、該第１基板と該第２基板
との間に挟持された第１の液晶層と、該第１基板の該液
晶層側に、表示領域のほぼ全面に設けられた対向電極
と、該第２基板の該液晶層側に、ストライプ状に設けら
れた複数の信号電極と、該信号電極を覆うように該第２
基板に設けられた絶縁性の高分子材料からなるカラーフ
ィルター層と、該カラーフィルター層上にマトリクス状
に配置されており、それぞれが、該カラーフィルター層
に設けられたスルーホールを介して、各信号電極に対し
てドット状に設けられた光導電層に電気的に接続された
複数の画素電極と、各画素電極上において、前記スルー
ホールを覆うように設けられた遮光層と、表示のための
光を該第２基板を透過させて液晶層に照射するバックラ
イトと、該バックライトと該第２基板との間に設けられ
た複数の光スイッチング素子とを有し、該複数の光スイ
ッチング素子は、前記第２基板に対向して配置された第
３基板と、該第３基板に、前記各信号電極とは直交する
ストライプ状に形成された複数の溝内部にそれぞれスト
ライプ状に設けられた第１の電極と、該第１の電極とと
もに、各溝内部に配置された第２の液晶層を挟持するよ
うに配置された第２の電極とを有し、該溝部内に配置さ
れた第１の電極および第２の電極の制御によって、該第
２の液晶層が、光学的に透明／不透明状態の間でスイッ
チングされて、該バックライトの光が前記各光導電層に
対して選択的に光照射されるようになっており、光照射
された光導電層によって、その光導電層が電気的に接続
された画素電極とその光導電層が設けられた前記信号電
極とが電気的に接続され、そのことによって、前記第１
の液晶層が光アドレスされることを特徴とし、このこと
により上記目的が達成される。

【００１０】また、本発明の液晶表示装置は、第１基板
と、第２基板と、該第１基板と該第２基板との間に挟持
された第１の液晶層と、該第１基板の該液晶層側に、表
示領域のほぼ全面に設けられた対向電極と、該第２基板
の該液晶層側に、マトリクス状に配置された複数の画素
電極と、該画素電極を覆うように、該第２基板に設けら
れた絶縁層であるカラーフィルター層と、該カラーフィ
ルター層上にストライプ状に設けられており、該カラー
フィルター層に設けられたスルーホールを介して各画素
電極と接続された光導電層と、該光導電層上に設けられ
たストライプ状の信号電極と、前記各画素電極とともに
蓄積容量をそれぞれ形成するように、前記第２基板の液
晶側に、前記光導電層および信号電極と直交して配置さ
れており、表面が陽極酸化膜で覆われたストライプ状の
アルミ配線と、表示のための光を該第２基板を透過させ
て液晶層に照射するバックライトと、該バックライトと
該第２基板との間に設けられた複数の光スイッチング素
子とを有し、該複数の光スイッチング素子は、前記第２
基板に対向して配置された第３基板と、該第３基板に、
前記各信号電極とは直交するストライプ状に形成された
複数の溝内部にそれぞれストライプ状に設けられた第１
の電極と、該第１の電極とともに、各溝内部に配置され
た第２の液晶層を挟持するように配置された第２の電極
とを有し、該溝部内に配置された第１の電極および第２
の電極の制御によって、該第２の液晶層が、光学的に透
明／不透明状態の間でスイッチングされ、該バックライ
トの光が前記各光導電層に対して選択的に光照射される
ようになっており、光照射された光導電層によって、そ
の光導電層が電気的に接続された画素電極とその光導電
層上に設けられた前記信号電極とが電気的に接続され、
そのことによって、前記第１の液晶層が光アドレスされ
ることを特徴とし、このことにより上記目的が達成され
る。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】以下に、作用を説明する。

【００１９】本発明による液晶表示装置は、光導電層を
介して信号電極と電気的に接続された画素電極（または
ストライプ状電極）、および、光学的に透明／不透明状
態の間でスイッチングされ、光導電層にバックライトか
らの光を透過、または遮断する複数の光スイッチング素
子を有する。バックライトからの光が、光導電層に選択
的に光照射されることよって、光照射された領域の光導
電層の電気伝導度が変化し、信号電極に接続される画素
電極を（例えば、行を線順次的に）選択することができ
る。このように、対向電極（例えば、列電極）と画素電
極との間に印加された電圧を、バックライト光のスイッ
チングによって線順次走査することができる。即ち、液
晶層を光アドレスすることができる。従って、表示のた
めのバックライトの光をスイッチングに用いるので、バ
ックライト以外の発光部が必要なく、高電圧かつ高消費
電力なプラズマ発生部を持つＰＤＰやＰＡＬＣに比べて
格段に低消費電力である。

【００２０】なお、液晶層に電圧を印加するための電
極、光導電層などの位置関係は種々に選択することがで
きる。

【００２１】光スイッチング素子として、二色性色素を
含む液晶素子を用いれば、偏光子を用いずに、または１
枚しか偏光子を用いずに光スイッチングが可能である。

【００２２】光スイッチング素子として、ネマティック
液晶を含む液晶素子を用いれば、スイッチング時間が十
数〜数百ｍｓｅｃであるのに対して、強誘電性液晶また
は反強誘電性液晶を含む液晶素子を用いれば、数十〜数
百μｓｅｃと速いスイッチング速度を得ることができ
る。

【００２３】光導電層と第３電極層との間に、導電性の
遮光材料から形成される遮光層を備えるので、液晶表示
装置の表面、すなわち、第１の基板側から入射する光に
よって、光導電層の導電率が変化して表示装置が誤作動
することを防止することができる。

【００２４】第３電極層上の液晶層側に、黒色高分子材
料から形成される遮光層を備えることにより、遮光層の
反射を防止することができる。

【００２５】黒色高分子材料から形成される遮光層が、
第１基板と第２基板間との間隔を規定するスペーサーの
少なくとも一部として機能することにより、スペーサを
設ける工程を省略または簡略化することができる。

【００２６】本発明のように、信号電極および画素電極
が基板面に対して法線方向に並ぶ液晶表示装置の場合、
選択されていない画素（本発明の場合、対応する光導電
層に光照射されていない画素）に対する信号電圧の表示
に対する影響が懸念されるが、光導電層と画素電極との
間に、高分子材料からなる絶縁層を設け、絶縁層に形成
したスルーホールを介して、光導電層と画素電極とを電
気的に接続すれば、高分子材料の膜厚や導電率、さらに
スルーホールの大きさなどを適時設定することによっ
て、容量分割などの効果により非選択画素に印加される
電圧を抑制できるので、非選択画素への信号電圧の影響
を最小限に抑えることができ、表示特性上好ましい。

【００２７】カラーフィルター層を上記絶縁層として用
いれば、対向基板との貼りあわせの厳密さが要求されな
いので、液晶表示装置の作製が簡単になる。

【００２８】また、画素電極に蓄積容量を接続すれば、
液晶表示装置の電荷保持時間を適宜設定することができ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の液晶表示装置１５０を模
式的に図２Ａに示す。液晶表示装置１５０は、第１基板
１１と、第２基板３１と、第１基板１１と第２基板３１
との間に挟持された液晶層１５とを有する。第１基板１
１の液晶層１５側には第１電極層１３が、第２基板３１
の液晶層１５側には第２電極層２９が設けられている。
第２電極層２９は光導電層２５を介して第３電極層１９
と電気的に接続されている。図２Ａに示すように、第３
電極層１９を平坦にするように層間絶縁膜２１を設けて
もよい。液晶表示装置１５０は、さらに、表示のための
光を第２電極層２９を介して液晶層１５に照射するバッ
クライト４１と、バックライト４１と第２基板３１との
間に設けられた複数の光スイッチング素子４０を有す
る。

【００３０】複数の光スイッチング素子４０は、光学的
に透明／不透明状態の間でスイッチングされ、バックラ
イト４１の光が光導電層２５に選択的に光照射される。
光照射された領域の光導電層の電気伝導度が変化し、第
２電極と第３電極との電気的接続がスイッチングされ、
そのことによって、液晶層が光アドレスされる。

【００３１】図２Ｂを参照しながら、本実施形態の液晶
表示装置の動作を説明する。

【００３２】液晶表示装置１５０の光スイッチング素子
４０が透過状態であるときには、バックライト光は基板
３１（および第２電極２９）を透過し、光導電層２５に
照射される。光照射された光導電層２５は、その電気伝
導度が増加し（電気抵抗率が下がり）、導電体と見なさ
れるようになり、第２電極２９と第３電極１９とは電気
的に接続される。光導電層２５が導電状態のときに、第
１電極１３と第２電極２９との間に駆動電圧を印加する
と、第３電極１９と第１電極１３との間の液晶層１５に
電圧が印加され、画素に対応する領域の液晶層１５Ａが
駆動される（図２Ｂ（ｂ））。

【００３３】次に、液晶表示装置１５０の光スイッチン
グ素子４０が遮光状態であるときには、光導電層２５の
電気伝導度は低下し絶縁体となり、第２電極２９と第３
電極１９とが電気的に切り離される。第３電極１９と第
１電極１３と、これらの間にある液晶層１５はキャパシ
タとして機能するので、先に印加された駆動電圧に対応
する電荷が第３電極１９上に保持され、画素に対応する
領域の液晶層１５Ａの駆動状態は一定期間保持される
（いわゆるサンプルホールド状態である）。液晶表示装
置１５０の光スイッチング素子４０が遮光状態にあると
きに、新たに第１電極１３と第２電極２９との間に駆動
電圧を印加しても、第３電極１９と第２電極２９とは電
気的に切り離されているので、第３電極１９上にある液
晶層は駆動されない（図２Ｂ（ｃ））。

【００３４】以下、本発明の実施形態について説明す
る。 （実施形態１）実施形態１による液晶表示装置２００を
模式的に図３に示す。図３（ａ）は、液晶表示装置２０
０を信号電極２９の列方向から見た図、図３（ｂ）は、
行方向から見た図を示す。

【００３５】液晶表示装置２００は、液晶セル２００ａ
と液晶セル２００ｂとを有している。液晶セル２００ａ
と液晶セル２００ｂとは、基板３１（第２基板）を共有
している。液晶セル２００ｂは、バックライト（不図
示）と第２基板との間に設けられた複数の光スイッチン
グ素子４０を有する。

【００３６】液晶セル２００ａは、基板１１（第１基
板）と基板３１（第２基板）との間に液晶層１５を有す
る。基板１１の液晶層１５側の表面には、ＩＴＯ（イン
ジウム錫酸化物）などの透明導電材料からなる対向電極
１３（第１電極）が表示領域のほぼ全面に形成されてい
る。必要に応じて、カラーフィルタを形成してもよい。

【００３７】基板３１の液晶層１５側表面（Ｂ面）に
は、ストライプ状の複数の信号電極２９（第２電極）、
さらに信号電極２９の一部を覆うように、ＩＴＯ（イン
ジウム錫酸化物）などの透明導電材料からなる電極２７
が形成されている。透明導電材料からなる電極２７の上
部には、光導電層２５および導電材料からなる遮光層２
３が形成されている。本実施例において信号電極２９は
Ａｌで形成されているので、信号電極２９に重なった位
置の光導電層２５にはバックライト光が入射しないの
で、遮光された光導電層２５と信号電極２９とは電気的
に接続されない。信号電極２９に重ならない位置の光導
電層２５の領域、すなわち、信号電極２９によってバッ
クライト光が遮光されない光導電層２５の領域におい
て、電極２７は信号電極２９に重なるように形成されて
いる。以上のように、光導電層２５の少なくとも一部に
バックライト光が入射して、光導電層２５と信号電極２
９とが電極２７を介して電気的に接続される。

【００３８】さらに導電材料からなる遮光層２３を覆う
ように、例えば感光性の透明樹脂材料から形成される絶
縁層２１が、また、絶縁層２１上に、マトリクス状に配
置された複数の画素電極１９（第３電極）が形成されて
いる。なお、光導電体層２５および、遮光層２３部分に
スルーホール部２２（絶縁層２１の無形成部）が形成さ
れる。スルーホール部２２を介して光導電層２５と画素
電極１９とが電気的に接続される。

【００３９】スルーホール部２２を覆うように、画素電
極１９上には黒色感光性樹脂（高分子材料）から形成さ
れるブラックマトリクス（遮光層）１７が形成されてい
る。ブラックマトリクス１７は、通常のブラックマトリ
クスの働き、例えば、異なる色の各着色層の無用な色の
混合や、光漏れを防止する以外に、例えばアルミから形
成されている遮光層２３の反射を防止するだけでなく、
基板１３および３１の間隔を一定に保つスペーサーとし
ても機能する。

【００４０】第１および第２の基板１３および３１に挟
持された表示のための液晶層１５は、例えばゲスト−ホ
スト型液晶、高分子分散型液晶、コレステリック液晶、
強誘電性液晶、反強誘電性液晶など、公知の液晶材料や
表示モードを広く利用することができる。また、基板１
３および３１の液晶層１５に接する面には、配向処理を
施しておく。

【００４１】光導電層２５の材料は、アドレス用の光に
対して電気伝導度が十分に変化する材料を、アドレス用
の光の波長や強度および装置の構成を考慮して、公知の
材料から選択すればよい。本実施例においては、光導電
層２５の材料としてアモルファスシリコンを用いている
が、この他に、Ｓｅ、ＣｄＳ、ポリビニルカルバゾール
等を用いることができる。

【００４２】液晶セル２００ｂは、光スイッチング素子
４０を含む。光スイッチング素子４０は、基板３１（第
２基板）と基板３９（第３基板）との間に挟持された液
晶層３５と、電極３３および３７を有する。基板３１の
液晶層３５側の表面および基板３９の液晶層３５側の表
面（Ａ面）には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの
透明導電材料からなるストライプ状の電極３３および３
７が互いに平行方向に形成されている。ストライプ状の
電極３３および３７を制御することによって、ストライ
プ状に光をＯＮ／ＯＦＦ制御し、液晶層をラインアドレ
スすることができる。

【００４３】光スイッチング素子４０に含まれる液晶層
３５は、例えば、強誘電性液晶または反強誘電性液晶を
含む液晶素子を用いることが好ましい。ネマティック液
晶を含む液晶素子を用いれば、スイッチング時間が十数
〜数百ｍｓｅｃであるのに対して、強誘電性液晶または
反強誘電性液晶を含む液晶素子を用いれば、数十〜数百
μｓｅｃと速いスイッチング速度を得ることができるか
らである。

【００４４】また、基板３１および基板３９の液晶層３
５に接する面に配向処理を施しておく。

【００４５】本実施形態１の液晶表示装置２００の動作
原理は、上述の液晶表示装置１５０と基本的に同じであ
る。

【００４６】次に実施形態１の液晶表示装置２００の製
造方法の例を図４Ａ〜Ｄを参照しながら説明する。

【００４７】図４Ａ（ａ）および（ｂ）示すように、例
えば約１．１ｍｍ厚のガラス基板（第１基板）１１上
に、約３０ｎｍ厚のＩＴＯをスパッタ法により形成して
対向電極（第１電極）１３を形成する。必要に応じて、
この基板１３に配向材料を約７０ｎｍ厚で塗布し、ラビ
ングなどの配向処理を行う。

【００４８】図４Ｂ（ａ）および（ｂ）示すように、例
えば、約１．１ｍｍ厚のガラス基板（第３基板）３９
に、例えばフッ酸等を用いたエッチングにより深さ約
２．０μｍ、幅約７０μｍの溝３６を形成し、この溝３
６内部に約３０ｎｍ厚のＩＴＯをスパッタ法により形成
し、光スイッチング素子４０に含まれる電極３７を形成
する。必要に応じて、配向材料を塗布し、ラビングなど
の配向処理を行う。

【００４９】図４Ｃ（ａ）および（ｂ）示すように、例
えば、約０．７ｍｍ厚のガラス基板３１（第２基板）の
片面（Ａ面）に約３０ｎｍ厚のＩＴＯをスパッタ法によ
り形成し、さらに、フォトリソグラフィ工程およびエッ
チング工程により光スイッチング素子４０に含まれるス
トライプ状の電極３３を形成する。本実施形態におい
て、このストライプ状の電極３３のピッチは、光スイッ
チング素子４０に含まれる電極３７と同じであるが、ス
トライプ状の電極３３の幅は光スイッチング素子４０の
溝３６の幅よりも大きくても小さくてもよい。

【００５０】図４Ｄ（ａ）および（ｂ）に示すように、
ガラス基板３１（第２基板）の反対面（Ｂ面と称する）
にアルミニウムからなる信号電極２９をスパッタ法およ
びフォトエッチングにより形成する。なお、Ａ面のＩＴ
Ｏ電極３３（図４Ｃ）のストライプ方向とＢ面の信号電
極２９のストライプ方向とは直交している。

【００５１】次にフォトレジストを得られた基板上に塗
布し、所定のパターンのマスクを介して露光することに
より、信号電極２９に一部重なり、残りは信号電極２９
からはみ出すようなドット状のレジスト無形成部を作製
する（不図示）。

【００５２】図４Ｄ（ｃ）に示すように、基板３１にＩ
ＴＯとアモルファスシリコン、およびアルミニウムを重
ねて形成した後、上記のフォトレジストを剥離すること
（いわゆるリフトオフ）により、ドット状の電極２７、
光導電体層２５および遮光層２３を形成する。

【００５３】図４Ｄ（ｄ）に示すように、この上に、感
光性の透明樹脂材料から形成される厚さ約２．０μｍの
絶縁層（新日鉄化学社製Ｖ２５９−ＰＡ）２１を形成
し、マスク露光によりドット状の光導電体層２５およ
び、遮光層２３部分にスルーホール（絶縁層２１の無形
成部）を作製する。さらに、図４Ｄ（ｅ）に示すよう
に、約３０ｎｍ厚のＩＴＯをスパッタし、フォトエッチ
ングにより画素電極１９を形成する。

【００５４】続いて、図４Ｄ（ｆ）に示すように、画素
電極１９およびスルーホール部２２を覆うように、黒色
感光性樹脂から形成される厚さ約５μｍのブラックマト
リクス１７を形成する。ブラックマトリクス１７は、通
常のブラックマトリクスの働き以外に、例えばアルミか
らなる遮光層２３の反射を防止するだけでなく、基板１
３および３１の間隔を一定に保つスペーサーとしても機
能する。

【００５５】第２の基板３１のＡ面上に必要に応じて配
向膜（不図示）を形成し、配向処理を施して第３基板３
９と貼りあわせ、基板間に例えば２色性色素を含む強誘
電性液晶材料を３５を注入し、封止する。第２の基板３
１のＢ面上に必要に応じて配向膜（不図示）を形成し、
配向処理を施した後、第１の基板１１と貼りあわせ、第
１の基板１１および第２の基板３１の間に例えばネマテ
ィック液晶材料１３を注入し、封止する。

【００５６】これら第１、第２、第３基板１１、３１お
よび３９を有する液晶素子２００を２枚の偏光子（不図
示）で挟み、バックライト（不図示）を配置して液晶表
示装置を完成する。

【００５７】本実施形態の液晶表示装置２００におい
て、絶縁層２１がカラーフィルタ層で形成されてもよ
い。図３（ａ）および（ｂ）に示されるように、第２基
板３１側の画素電極１９の下の絶縁層２１の場所にカラ
ーフィルタ層を設けるのが最も好ましい。第２基板３１
側にカラーフィルタ層を設けると、予め画素電極および
カラーフィルタ層が重なるように形成されるので、対向
基板（第１の基板）１１の全面に透明電極を設ければよ
く、２枚の基板１１および３１を貼りあわせる際に位置
合わせの厳密さが要求されない。対向基板（第１の基
板）１１側にカラーフィルタ層を設けると、画素電極と
カラーフィルタ層との位置合わせを行わなければなら
ず、第２基板３１側にカラーフィルタ層を設ける場合よ
りも２枚の基板１１および３１を貼りあわせる際に位置
合わせの厳密さが要求される。

【００５８】上述のように、画素電極１９の下にカラー
フィルタ層（絶縁層２１）を形成すると、画素電極の上
にカラーフィルタ層を形成した場合のように、液晶層に
印加される電圧が低下することがない。また、光導電層
２５がカラーフィルタ層（絶縁層２１）に重なることが
ないので、光導電層の下にカラーフィルタ層を形成した
場合のように光導電層に光が有効に入射しないというこ
ともない。

【００５９】（実施形態２）実施形態２による液晶表示
装置３００を模式的に図６に示す。図６（ａ）は、液晶
表示装置３００を信号電極２９の列方向から見た図、図
６（ｂ）は、行方向から見た図を示す。液晶表示装置３
００は、蓄積容量を更に有する構成について説明する。

【００６０】液晶表示装置３００は、液晶セル３００ａ
と液晶セル３００ｂとを有している。液晶セル３００ａ
の構成以外は、実施形態１の液晶表示装置２００と同様
なので、同様の機能を有する構成要素には同じ参照符号
を用い、その説明を省略する。

【００６１】液晶セル３００ａにおいて、基板７１（第
２基板）の液晶層１５側表面（Ｂ面）には、表面が陽極
酸化膜６９で覆われたストライプ状のアルミ配線６７が
配置されている。アルミ配線６７は、基板７１のＡ面に
設けられたＩＴＯ電極３３に対して平行方向に延びてい
る。陽極酸化膜６９で表面を覆われたアルミ配線６７お
よび基板７１の上には、画素電極１９が形成されてい
る。アルミニウム配線６７／陽極酸化膜６９／画素電極
１９が蓄積容量を形成する。画素電極１９上には絶縁層
としてカラーフィルタ６３、また、カラーフィルタ６３
にはスルーホール部６２（カラーフィルタ６３の無形成
部）が形成されている。さらに、スルーホール部６２お
よびカラーフィルタ６３を覆うようにストライプ状の光
導電層２５および信号電極２９がアルミ配線６７に直交
するように形成されている。光導電層２５はスルーホー
ル６２を介して画素電極１９と電気的に接続されてい
る。

【００６２】基板１１と７１との間隔を一定に保つため
に液晶層１５は、スペーサービーズ５７を含む。なお、
本実施例の液晶表示装置３００には、上述の液晶表示装
置２００のような遮光層（ブラックマトリクス１７）お
よび光導電層２５を遮光するための遮光層２３を別途設
けなくてもよい。本実施例の液晶表示装置３００におい
て、信号電極２９はクロムで形成されているので、信号
電極２９は第１の基板１１から入射した光に対して遮光
層として働く。従って、第１の基板１１側に遮光膜を設
ける必要がない。スルーホール部６２以外の光導電層２
５に、第２の基板７１から入射した光が入射しても、光
導電層２５と画素電極１９とは電気的に接続されないの
で、問題ない。よって光スイッチング素子４０におい
て、十分にスルーホール部６２を遮光できるように液晶
表示装置を設計すれば、別途、遮光層を設ける必要はな
い。

【００６３】本実施形態２の液晶表示装置３００の動作
原理は、上述の液晶表示装置１５０と基本的に同じであ
る。

【００６４】次に実施形態２の液晶表示装置３００の製
造方法の例を図５を参照しながら説明する。

【００６５】第１基板１１、第３基板３９ならびに第２
基板７１のＡ面は、上述の実施形態１の製造方法と同様
の方法で作製される。

【００６６】図５（ａ）および（ｂ）に示すように、第
２基板７１のＢ面に、Ａ面に形成された電極３３のスト
ライプ方向とは平行な方向に、アルミニウムからなるス
トライプ配線６７をスパッタ法およびフォトエッチング
により形成する。

【００６７】図５（ｃ）に示すように、アルミニウム配
線６７の表面を陽極酸化して、アルミニウム配線６７上
に絶縁層である陽極酸化膜６９を形成させる。さらにア
ルミニウム配線６９の上にフォトレジストによるリフト
オフを用いて、マトリクス状に配置されたＩＴＯから形
成される画素電極１９を形成する。アルミニウム配線６
７／陽極酸化膜６９／画素電極１９が蓄積容量を形成す
る。

【００６８】図５（ｅ）に示すように、赤、青、緑３色
のカラーレジストからなるカラーフィルター層６３を形
成する。カラーフィルター層６３は、絶縁層として作用
する。カラーフィルター層６３にはスルーホール６２
（カラーフィルター層６３の無形成部）を形成する。光
導電層２５はスルーホール６２を介して画素電極１９と
電気的に接続されている。

【００６９】図５（ｆ）に示すように、フォトレジスト
によるリフトオフを用いてアルミニウム配線６７と直交
する方向に、アモルファスシリコン２５およびクロムの
２層からなる信号電極２９を形成する。

【００７０】この後は上述の実施形態１に従って液晶表
示装置３００を作製する。ただし、本実施形態において
は、基板１１および７１との間隔を一定に保つために規
定するためにスペーサービーズ５７を用いる。

【００７１】以上のような方法で作製された液晶表示装
置３００においても、光スイッチング素子４０のＯＮ時
における液晶層１５の駆動と、光スイッチング素子４０
のＯＦＦ時における液晶層１５の駆動状態の保持、なら
びに光スイッチング素子４０のＯＦＦ時には液晶層１５
が駆動しないことを確かめることができる。

【００７２】ただし、蓄積容量の大きさやその陽極酸化
膜の厚さの変更、または陽極酸化膜上にさらに別種の絶
縁膜を形成することなどにより、駆動状態の保持時間を
変更することができることは言うまでもない。

【００７３】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、光によっ
てアドレスされる新しいタイプの液晶表示装置が提供さ
れる。

【００７４】本発明による液晶表示装置は、光導電層に
表示のための光を液晶層に照射するバックライトからの
光を透過、または遮断する複数の光スイッチング素子を
有し液晶層を光アドレスすることができるので、バック
ライト以外の発光部が必要なく、高電圧かつ高消費電力
なプラズマ発生部を持つＰＤＰやＰＡＬＣに比べて格段
に低消費電力である。

【００７５】本発明による液晶表示装置はＡＭ方式液晶
表示装置であり、クロストークは基本的に発生しないの
で画素数の上限がクロストークによって決まると言うこ
とが無い。さらにＴＦＴなどの半導体アクティブ素子を
必要としないので大型かつ高精細な液晶表示装置を低コ
ストかつ高歩留りで製造可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のＰＡＬＣの断面構造を模式的に示す図で
ある。

【図２Ａ】本発明の液晶表示装置の断面構造を模式的に
示す概略図である。

【図２Ｂ】本発明による液晶表示装置の動作を模式的に
示す概略図である。

【図３】本発明の実施形態１による液晶表示装置の断面
構造を模式的に示す概略図である。

【図４Ａ】本発明の実施形態１による液晶表示装置の製
造方法の例を示す概略図である。

【図４Ｂ】本発明の実施形態１による液晶表示装置の製
造方法の例を示す概略図である。

【図４Ｃ】本発明の実施形態１による液晶表示装置の製
造方法の例を示す概略図である。

【図４Ｄ】本発明の実施形態１による液晶表示装置の製
造方法の例を示す概略図である。

【図５】本発明の実施形態２による液晶表示装置の製造
方法の例を示す概略図である。

【図６】本発明の実施形態２による液晶表示装置の断面
構造を模式的に示す概略図である。

【符号の説明】

１、９ 基板 ２ 信号（列）電極 ３ 液晶層 ４ 誘電セパレータ ５ プラズマ放電部 ６ リブ隔壁 ７ カソード ８ アノード １０ 走査（行）電極 １１ 第１基板 １３ 対向電極 １５ 液晶層 １７ ブラックマトリクス １９ 画素電極 ２１ 絶縁層 ２２ スルーホール ２３ 遮光層 ２５ 光導電層 ２７ 電極 ２９ 信号電極 ３１ 第２基板 ３３ 電極 ３５ 液晶層 ３７ 電極 ３９ 第３基板 ４１ バックライト ５７ スペーサビーズ ６３ カラーフィルタ ６７ 配線 ６９ 陽極酸化膜 ７１ 第２基板 １００ プラズマアドレス方式液晶表示装置（ＰＡＬ
Ｃ） １５０ 液晶表示装置 ２００ 液晶表示装置 ３００ 液晶表示装置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/135

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１基板と、第２基板と、該第１基板と
   該第２基板との間に挟持された第１の液晶層と、 該第１基板の該液晶層側に、表示領域のほぼ全面に設け
   られた対向電極と、 該第２基板の該液晶層側に、ストライプ状に設けられた
   複数の信号電極と、該信号電極を覆うように該第２基板に設けられた絶縁性
   の高分子材料からなるカラーフ ィルター層と、該カラーフィルター層上にマトリクス状に配置されてお
   り、それぞれが、該カラーフィ ルター層に設けられたス
   ルーホールを介して、各信号電極に対してドット状に設
   けられた光導電層に電気的に接続された複数の画素電極
   と、各画素電極上において、前記スルーホールを覆うように
   設けられた遮光層と、 表示のための光を該第２基板を透過させて液晶層に照射
   するバックライトと、 該バックライトと該第２基板との間に設けられた複数の
   光スイッチング素子とを有し、該複数の光スイッチング素子は、 前記第２基板に対向して配置された第３基板と、 該第３基板に、前記各信号電極とは直交するストライプ
   状に形成された複数の溝内部に それぞれストライプ状に
   設けられた第１の電極と、該第１の電極とともに、各溝内部に配置された第２の液
   晶層を挟持するように配置され た第２の電極とを有し、該溝部内に配置された第１の電極および第２の電極の制
   御によって、該第２の液晶層が 、光学的に透明／不透明
   状態の間でスイッチングされて、該バックライトの光が
   前記各光導電層に対して選択的に光照射されるようにな
   っており、光照射された光導電層によって、その光導電
   層が電気的に接続された画素電極とその光導電層が設け
   られた前記信号電極とが電気的に接続され、そのことに
   よって、前記第１の液晶層が光アドレスされることを特
   徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 第１基板と、第２基板と、該第１基板と
   該第２基板との間に挟持された第１の液晶層と、 該第１基板の該液晶層側に、表示領域のほぼ全面に設け
   られた対向電極と、 該第２基板の該液晶層側に、マトリクス状に配置された
   複数の画素電極と、 該画素電極を覆うように、該第２基板に設けられた絶縁
   層であるカラーフィルター層と 、該カラーフィルター層上にストライプ状に設けられてお
   り、該カラーフィルター層に設 けられたスルーホールを
   介して各画素電極と接続された光導電層と、該光導電層上に設けられたストライプ状の信号電極と、 前記各画素電極とともに蓄積容量をそれぞれ形成するよ
   うに、前記第２基板の液晶側に 、前記光導電層および信
   号電極と直交して配置されており、表面が陽極酸化膜で
   覆われたストライプ状のアルミ配線と、 表示のための光を該第２基板を透過させて液晶層に照射
   するバックライトと、 該バックライトと該第２基板との間に設けられた複数の
   光スイッチング素子とを有し、該複数の光スイッチング素子は、 前記第２基板に対向して配置された第３基板と、 該第３基板に、前記各信号電極とは直交するストライプ
   状に形成された複数の溝内部に それぞれストライプ状に
   設けられた第１の電極と、該第１の電極とともに、各溝内部に配置された第２の液
   晶層を挟持するように配置され た第２の電極とを有し、該溝部内に配置された第１の電極および第２の電極の制
   御によって、該第２の液晶層が 、光学的に透明／不透明
   状態の間でスイッチングされ、該バックライトの光が前
   記各光導電層に対して選択的に光照射されるようになっ
   ており、光照射された光導電層によって、その光導電層
   が電気的に接続された画素電極とその光導電層上に設け
   られた前記信号電極とが電気的に接続され、そのことに
   よって、前記第１の液晶層が光アドレスされることを特
   徴とする液晶表示装置。